Siderophores are a class of biogenic macromolecules that have high affinities for metals in the environment, thus could be exploited for alternate sustainable metal recovery technologies. Here, we assess the role of siderophores in the extraction and complexation of metals from an iron oxide-rich metallurgical processing residue and a low-grade primary Ni ore. Evaluation of the biological siderophore bioproduction by three pseudomonads, P. fluorescens, P. azotoformans and P. putida identified that P. putida could generate the highest siderophore yield, which was characterized as a hydroxamate and catecholate mixed-type pyoverdine PyoPpC-3B. Key physiochemical parameters involved in raw siderophore mediated metal extraction were identified using a fractional factorial design of experiments (DOE) and subsequently employed in purified PyoPpC-3B leaching experiments. Further targeted experiments with hydroxamate and catecholate functional analogues of PyoPpC-3B confirmed their marked ability to competitively or selectively leach and chelate hard metal ions, including Al(OH)4-, Mn2+ and Zn2+. Interestingly, complexation of Mn and Zn ions exceeded the natural affinity of pyoverdine for Fe3+, thus despite the low metal recoveries from the materials tested in this study, this work provides important new insights in siderophore-metal interactions.

中文翻译：

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从低品位的一级和二级矿产资源进行生物浸出过程中通过生物产生的铁载体选择性提取金属

铁载体是一类对环境中金属具有高亲和力的生物大分子，因此可用于替代性可持续金属回收技术。在这里，我们评估了铁载体在富含氧化铁的冶金加工残渣和低品位原矿中提取和络合金属的作用。通过荧光假单胞菌，假单胞菌假单胞菌和恶臭假单胞菌这三种假单胞菌对生物铁载体的生物生产进行评估，确定恶臭假单胞菌可产生最高的铁载体产量，其特征在于为异羟肟酸酯和儿茶酚酸酯混合型pyoverdine PyoPpC-3B。粗铁载体介导的金属提取过程中涉及的关键理化参数是使用实验的分数分解设计（DOE）确定的，随后用于纯化的PyoPpC-3B浸出实验。使用PyoPpC-3B的异羟肟酸酯和邻苯二酚功能类似物进行的进一步针对性实验证实，它们具有竞争性或选择性浸出和螯合硬金属离子（包括Al（OH）4-，Mn2 +和Zn2 +）的显着能力。有趣的是，Mn和Zn离子的络合超过了吡啶酮对Fe3 +的天然亲和力，因此尽管从该研究中测试的材料中回收了低金属，但这项工作为铁载体与金属的相互作用提供了重要的新见解。使用PyoPpC-3B的异羟肟酸酯和邻苯二酚功能类似物进行的进一步针对性实验证实，它们具有竞争性或选择性浸出和螯合硬金属离子（包括Al（OH）4-，Mn2 +和Zn2 +）的显着能力。有趣的是，Mn和Zn离子的络合超过了吡啶酮对Fe3 +的天然亲和力，因此尽管从该研究中测试的材料中回收了低金属，但这项工作为铁载体与金属的相互作用提供了重要的新见解。使用PyoPpC-3B的异羟肟酸酯和邻苯二酚功能类似物进行的进一步针对性实验证实，它们具有竞争性或选择性浸出和螯合硬金属离子（包括Al（OH）4-，Mn2 +和Zn2 +）的显着能力。有趣的是，Mn和Zn离子的络合超过了吡啶酮对Fe3 +的天然亲和力，因此尽管从该研究中测试的材料中回收了低金属，但这项工作为铁载体与金属的相互作用提供了重要的新见解。